沉淀分离法
含水多,疏松,体积大,杂质多,难过滤洗涤。
如Fe2O3.xH2O等
凝乳状沉淀 d: 0.02 ~ 0.1 m 性质介于二者之间 如AgCl等
沉淀分离法分类
无机沉淀分离 有机沉淀分离 共沉淀分离
沉淀为氢氧化物 沉淀为硫化物
其他无机沉淀物
沉淀为螯合物 沉淀为简单配合物
当待测组 分极微时,
多采用 共沉淀法
➢ 利用分步沉淀可分离溶液中的离子,但要求他 们的Ksp有足够的差值,才能使溶度积小的先 沉淀出来,而其他离子后析出。
➢ 不同的金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH不 同,可通过控制pH值来控制离子的沉淀。
➢ 两种金属离子能否完全分离取决于两种沉淀溶 解度的相对大小。完全分离的标准是后沉淀离 子开始沉淀时,先沉淀的离子已沉淀完全(即 在溶液中浓度小于10-4C0).
表 各种金属离子氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的 pH 值
开始沉淀时
沉淀完全时
氢氧化物
Sn(OH)4 TiO(OH)2 Sn(OH) 2 Fe(OH) 3 Al(OH) 3 Cr(OH) 3 Zn(OH) 2 Fe(OH) 2 Ni(OH) 2 Mn(OH) 2 Mg(OH) 2
溶度积 KSP
1×10-57 1×10-29 1×10-27 1×10-38 1×10-32 1×10-31 1×10-17 1×10-15 1×10-18 1×10-13 1×10-11
沉淀为多元络合物
无机共沉淀
吸附共沉淀 混晶共沉淀
有机共沉淀 胶体凝聚共沉淀
固溶体共沉淀
无机沉淀分离法
➢ 在一定条件下采用无机沉淀剂与一些组分发生沉淀反 应,生成溶解度极小的物质,形成沉淀析出,而与其 他组分分离的方法。
➢ 无机沉淀剂是最早使用的沉淀剂,主要用于金属离子
的分离。
➢ 主要形式有:氢氧化物、硫化物、硫酸盐、草酸盐、 氯化物等
[例] 铝和铁的分离
➢ 含Al3+和Fe3+的HCl 溶液100mL以甲基红为 指示剂,滴加250mg/LNaOH溶液,过量约 15mL,低温煮沸数分钟,保温放置,使Fe3+沉 淀后过滤。
➢ 用30g/L的热NaOH溶液洗涤沉淀,洗涤液与滤 液合并,滴加2mol/L HCl至微酸性后用于测定 铝。
➢ 最有代表性的无机沉淀剂有NaOH、NH3、H2S等。
一、沉淀为氢氧化物
选择性差,共 沉淀现象严重
大部分金属能生成沉淀,溶解度差大,控制pH选择性 沉淀
1、单一金属离子氢氧化物沉淀与溶液pH的关系
由KSP可估算Mn+开使析出M(OH)n沉淀时的pH
例: Ksp,Fe(OH)3 = 4×10-38, 若[Fe3+]=0.01mol/L,则 要沉淀就必须:
第一节 沉淀分离法
以沉淀反应为基础,选择合适的沉淀剂, 有选择性的沉淀某些离子,使欲分离的组分与 其他成分分离的方法。
原理:以沉淀反应为基础,即根据溶度积原 理,利用待测组分或干扰组分与沉淀剂反应, 把待测组分沉淀出来,或将干扰组分沉淀析出 而除去。
原理简单,不需特别的装置、经典,在工 厂和实验室广泛应用。
的 pH 值 [M+]=0.01
mol·L-1 0.5 0.5 1.7 2.2 4.1 4.6 6.5 7.5 6.4 8.8 9.6
的 pH 值 [M+]=0.01
mol·L-1 1.3 2.0 3.7 3.5 5.4 5.9 8.5 9.5 8.4 10.8 11.6
2. 混合离子沉淀的分离
➢ 如果溶液中同时含有几种离子,而且这些离子 均可与适当的试剂反应生成难溶物,溶度积小 的将先沉淀出来,溶度积大的将后沉淀 1.6 1012 mol/L
0.01
pOH<11.8;
pH>2.2 (开始沉淀)
在常量分离中,当溶液中还剩下10-6mol/L, 便可认 为已经分离完全。
[OH ] 3
4 1038 106
3.4 1011
pOH=10.5
pH=3.5 (沉淀完全)
Ksp随沉淀的变化, 如刚析出时与陈化 后,沉淀的晶态有 变化,Ksp不同
[注意]:上面的计算是近似的。
(1)无定形沉淀的KSP与沉淀的形态、陈化情况有关。
(2)KSP应考虑,用活度积。
多种羟基络合 物、多核络合
物及其他络合
(3)溶液中不仅有[Fe3+],还有Fe(OH)2+、物
Fe(OH)+2等,实际的溶解度要大得多。 实际上,为了使某种离子沉淀完全,所需的pH值
往往比计算的要高。如Fe(OH)3要沉淀完全pH实际在 4 以上,而不是 3.5.
PbO22 `
SnO32`
GeO 32 `
Co2+、Ni2+、Mn2+、 Ta( Ⅴ ) GaO2` BeO2` SiO32`
稀土等
WO
2 4
`
MoO42`
VO3 .
大部分非两性金属离子能完全沉淀,只有Ca(OH)2 , Sr(OH)2 等 部分沉淀,而两性金属与非金属离子留在溶液中
(2)氨水加铵盐作沉淀剂
pH=8-10用于沉淀
高价与1、2价 M及易与NH3 配位的M分离
氨水作沉淀剂的分离情况
不与NH3络合的Mn+
定量沉淀的离子 部分沉淀 溶液中存留的离子
Hg2+、Be2+、Fe3+、 Al3+、Cr3+、Bi3+、Sb3+、 Mn2+、
Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+及
Sn4+、Ga3+、Ti4+、 Zr4+、Hf4+、Th4+、 Mn4+、Nb(Ⅴ)、Ta ( Ⅴ )、U(Ⅵ)、 稀土等
对沉淀反应的要求: 所生成的沉淀溶解度小、纯度高、稳定.
优点:
1.简单、价廉; 2.可大批量处理; 3.(和重量法结合)准.
缺点:
1.对大多数金属选择性不强; 2.耗时.
沉淀的类型
晶形沉淀 d>0.1m 颗粒大,结构紧密,体积小,杂质少,易过滤洗涤。
如BaSO4 , CaC2O4 无定形沉淀 d < 0.02 m
常用的沉淀剂
控制 pH≥12
(1)NaOH作沉淀剂------两性金属与非两性金属分离
NaOH作沉淀剂分离情况
定量沉淀离子 部分沉淀离子 溶液中存留的离子
Mg2+、Cu2+、Ag+、 Au+、Cd2+、Hg2+、
Ca2+、Sr2+、 Ba2+(碳酸
AlO 2`
CrO2` ZnO22`
Ti4+、Zr4+、Hf4+、 盐)、 Th4+、Bi3+、Fe3+、 Nb(Ⅴ)、